專利名稱：無標記基板組裝對位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無標記基板組裝對位方法，特別是關(guān)于一種直接利用基板表面形狀特征做為參考標記以計算基板移動補償量的無標記基板組裝對位方法。
背景技術(shù)：
目前在液晶顯示器、半導(dǎo)體晶圓及印刷電路板等技術(shù)領(lǐng)域都存在使多個基板精密完成堆棧組裝對位的需求，于是相關(guān)業(yè)者不斷研發(fā)各種對位設(shè)備或特殊對位標記設(shè)計，以期準確且快速的組裝對位多個基板。
舉例來說，請參照圖1所示，本案申請人先前申請并獲準的中國臺灣公告第1288365號發(fā)明專利揭示一種雙層板對位運動控制系統(tǒng)的對位標記設(shè)計及其圖像處理方法，其中提供了一種現(xiàn)有雙層板對位運動控制方法，適用于對一第一層板與一第二層板的精密對位，且主要包含下列步驟: (51)、提供兩組對位記號111、121，分別設(shè)置于一第一層板11與一第二層板12的對應(yīng)兩側(cè)的同一位置； (52)、藉由設(shè)置于第一或第二層板11、12側(cè)面的二取像裝置13獲得兩組對位記號111、121之兩組復(fù)合影像； (53)、利用圖像處理方法計算所述兩組復(fù)合影像的兩組坐標偏差量，取得所述兩組坐標偏差量(ΔΧ1, ΔΥ1), (ΔΧ2, ΔΥ2)； (54)、計算所述兩組坐標偏差量，得到所述第一層板11與第二層板12之間位置偏差量ΔΧ, Λ Y與角度偏差量Λ Θ ;以及 (55)、藉由一臺三軸運動控制模塊14補償上述位置偏差量與角度偏差量。
上述雙層板對位運動控制方法使用了圓形對位孔與十字形、圓形或方形的對位標記來做為第一及第二層板11、12之間的對位記號111、121。雖然該方法可自動、快速的完成雙層板的精密對位，但卻也容易因影像迭影問題而導(dǎo)致無法順利完成對位作業(yè)，且必須預(yù)先在二基板上分別設(shè)計對位孔與對位標記，故會增加工序與成本。
故，仍有必要提供一種改良式的基板組裝對位方法，以解決習(xí)用技術(shù)所存在的問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種無標記基板組裝對位方法，其是直接利用基板特定局部區(qū)域既有的表面形狀特征做為參考標記以取代現(xiàn)有對位孔及對位標記，使得欲組裝的基板不需額外設(shè)計任何專門做為對位用途的標記，即可順利完成計算基板組裝前所需的移動補償量，因而有利于降低組裝對位成本及提高組裝對位精度。
本發(fā)明的次要目的在于提供一種無標記基板組裝對位方法，其是直接利用基板特定局部區(qū)域既有的表面形狀特征做為參考標記，由于不需在基板上預(yù)留特定空白區(qū)域來專門配置對位孔及對位標記，故不會占用基板表面的空間，不會影響基板的尺寸設(shè)計，同時也不會影響基板的外觀，因而有利于簡化基板設(shè)計。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種無標記基板組裝對位方法，其是在機臺用以組裝對位不同規(guī)格的基板時，可隨時依不同的基板規(guī)格立即由圖像處理裝置來更改設(shè)定基板上的某一局部區(qū)域的既有表面形狀特征做為參考標記，因而有利于提高組裝對位作業(yè)的操作設(shè)定彈性。
為達上述的目的，本發(fā)明提供一種無標記基板組裝對位方法，其包含步驟: (501)、在組裝前，預(yù)先擷取一第一基板的至少二標準局部圖像，并在各所述標準局部圖像中分別預(yù)定義一標準局部特征區(qū)域以及儲存其形狀特征數(shù)據(jù)； (502)、在組裝時，將另一片待對位的第一基板放置到一對位組裝空間，并擷取所述第一基板的至少二實際局部圖像； (503)、將所述第一基板的實際局部圖像與所述標準局部特征區(qū)域的形狀特征數(shù)據(jù)進行比較，以取得所述實際局部圖像中匹配于所述標準局部特征區(qū)域的至少二實際局部特征區(qū)域； (504)、利用所述至少二實際局部特征區(qū)域的中心坐標來建立所述第一基板的一實際坐標系統(tǒng)； (505)、比對所述第一基板的實際坐標系統(tǒng)及一第二基板坐標系統(tǒng)，以取得所述第一基板相對于所述對位組裝空間的正確待組裝位置在X、Y軸方向及旋轉(zhuǎn)角度上的三種偏移量ΛΧ、ΛΥ、Λ Θ ;以及 (306)、若所述偏移量厶乂、厶￥、厶Θ大于一預(yù)定值，則利用所述偏移量Λ X、Λ Y、Λ θ做為所述第一基板的移動補償量，使所述第一基板在所述對位組裝空間中移動到所述正確待組裝位置；若所述偏移量ΛΧ、ΛΥ、Λ Θ小于所述預(yù)定值，則判斷所述第一基板已在所述對位組裝空間的正確待組裝位置。
在本發(fā)明的一實施例中，在步驟(S06)后，另包含下述步驟: (507)、再一次進行步驟(S02)至(S06)，以確認所述第一基板是否已位在所述對位組裝空間中的正確待組裝位置，若是，則進入步驟(S08);若否，則回到步驟(S02);以及 (508)、使所述第一基板沿Z軸移動一預(yù)定移動量ΛΖ，直到與所述對位組裝空間中的一第二基板完成對位組裝。
在本發(fā)明的另一實施例中，在步驟(S06)后，也可選擇省略步驟(S07)，直接進行步驟(S08)。
在本發(fā)明的一實施例中，步驟(SOl)是利用至少一臺電荷耦合組件(CXD)或互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)型的影像擷取單元來擷取所述第一基板的標準局部圖像。
在本發(fā)明的一實施例中，步驟(S02)是利用相同的C⑶或CMOS型的影像擷取單元來擷取所述第一基板的實際局部圖像。
在本發(fā)明的一實施例中，步驟(S04)是利用形心法來取得各所述實際局部特征區(qū)域的中心位置的中心坐標，以建立所述第一基板的實際坐標系統(tǒng)。
在本發(fā)明的一實施例中，步驟(S05)是另利用至少一臺的C⑶或CMOS型的影像擷取單元來擷取所述第二基板的至少二實際局部圖像，接著再利用形心法來取得所述第二基板的各實際局部圖像的中心位置的中心坐標，以建立所述第二基板坐標系統(tǒng)。
在本發(fā)明的一實施例中，步驟(S06)的對位組裝空間中的第二基板相對位于所述對位組裝空間中的第一基板的Z軸的下方或上方。
在本發(fā)明的一實施例中，步驟(S06)是包含一組三軸移動機構(gòu)用以沿著X、Y及Θ軸移動所述第一基板。
在本發(fā)明的一實施例中，所述三軸移動機構(gòu)另用以沿著Z軸移動所述第一基板。
在本發(fā)明的一實施例中，所述第一及第二基板可選自:構(gòu)成一多層印刷電路板的二片單層電路基板、一液晶面板模塊的二片玻璃基板、一顯示器外框及一液晶面板模塊、一玻璃光罩及一晶圓，或一化學(xué)試紙及一保護膜。所述第一及第二基板并可互相對調(diào)種類或上下位置。


圖1是現(xiàn)有雙層板及其對位標記的示意圖。
圖2是本發(fā)明較佳實施例的無標記基板組裝對位方法的流程方塊圖。
圖3及3Α是本發(fā)明較佳實施例在步驟(SOl)中預(yù)定義標準局部特征區(qū)域的示意圖及局部放大圖。
圖4是本發(fā)明較佳實施例在步驟(S02)中擷取第一基板的至少二實際局部圖像的示意圖。
圖4Α是本發(fā)明較佳實施例在步驟(S03)中比較并取得至少二實際局部特征區(qū)域的局部放大圖。
圖5是本發(fā)明較佳實施例在步驟(S06)中利用偏移量Λ Χ、Λ Υ、Λ Θ使第一基板在移動到正確待組裝位置的示意圖。
圖6是本發(fā)明較佳實施例在步驟(S08)中第一基板再與第二基板完成堆疊對位組裝的示意圖。
其中:11第一層板111對位記號12第二層板121對位記號13取像裝置14三軸運動控制模塊20第一基板21外框內(nèi)緣22內(nèi)緣角隅31影像擷取單元32影像擷取單元40三軸移動機構(gòu)50標準局部圖像51標準局部特征區(qū)域60第二基板70實際局部圖像
權(quán)利要求
1.一種無標記基板組裝對位方法，其特征在于，包含步驟: (501)、在組裝前，預(yù)先擷取一第一基板的至少二標準局部圖像，并在各所述標準局部圖像中分別預(yù)定義一標準局部特征區(qū)域以及儲存其形狀特征數(shù)據(jù)； (502)、在組裝時，將另一片待對位的第一基板放置到一對位組裝空間，并擷取所述第一基板的至少二實際局部圖像； (503)、將所述第一基板的實際局部圖像與所述標準局部特征區(qū)域的形狀特征數(shù)據(jù)進行比較，以取得所述實際局部圖像中匹配于所述標準局部特征區(qū)域的至少二實際局部特征區(qū)域； (504)、利用所述至少二實際局部特征區(qū)域的中心坐標來建立所述第一基板的一實際坐標系統(tǒng)； (505)、比對所述第一基板的實際坐標系統(tǒng)及一第二基板坐標系統(tǒng)，以取得所述第一基板相對于所述對位組裝空間的正確待組裝位置在X、Y軸方向及旋轉(zhuǎn)角度上的三種偏移量ΛΧ、ΛΥ、Λ Θ ;以及 (306)、若該偏移量厶乂、厶￥、厶Θ大于一預(yù)定值，則利用該偏移量Λ X、Λ Y、Λ Θ做為所述第一基板的移動補償量，使所述第一基板在所述對位組裝空間中移動到所述正確待組裝位置；若該偏移量ΛΧ、ΛΥ、Λ Θ小于所述預(yù)定值，則判斷所述第一基板已在所述對位組裝空間的正確待組裝位置。
2.如權(quán)利要求1所述的無標記基板組裝對位方法，其特征在于，在步驟(S06)后，另包含下述步驟: (S08)、使所述第一基板沿Z軸移動一預(yù)定移動量Λ Ζ，直到與所述對位組裝空間中的一第二基板完成對位組裝。
3.如權(quán)利要求1所述的無標記基板組裝對位方法，其特征在于，在步驟(S06)后，另包含下述步驟: (507)、再一次進行步驟(S02)至(S06)，以確認所述第一基板是否已位在所述對位組裝空間中的正確待組裝位置，若是，則進入步驟(S08);若否，則回到步驟(S02);以及 (508)、使所述第一基板沿Z軸移動一預(yù)定移動量ΛΖ，直到與所述對位組裝空間中的一第二基板完成對位組裝。
4.如權(quán)利要求1所述的無標記基板組裝對位方法，其特征在于，步驟(SOl)是利用至少一臺CCD或CMOS型的影像 擷取單元來擷取所述第一基板的標準局部圖像；及步驟(S02)利用相同的影像擷取單元來擷取所述第一基板的實際局部圖像。
5.如權(quán)利要求1所述的無標記基板組裝對位方法，其特征在于，步驟(S04)是利用形心法來取得各所述實際局部特征區(qū)域的中心位置的中心坐標，以建立所述第一基板的實際坐標系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求1所述的無標記基板組裝對位方法，其特征在于，步驟(S05)是另利用至少一臺影像擷取單元來擷取所述第二基板的至少二實際局部圖像，接著再利用形心法來取得所述第二基板的各實際局部圖像的中心位置的中心坐標，以建立所述第二基板坐標系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求1所述的無標記基板組裝對位方法，其特征在于，步驟(S06)的對位組裝空間中的第二基板相對位于所述對位組裝空間中的第一基板的Z軸的下方或上方。
8.如權(quán)利要求1所述的無標記基板組裝對位方法，其特征在于，步驟(S06)是包含一組三軸移動機構(gòu)用以沿著X、Y及Θ軸移動所述第一基板。
9.如權(quán)利要求8所述的無標記基板組裝對位方法，其特征在于，所述三軸移動機構(gòu)另用以沿著Z軸移動所述第一基板。
10.如權(quán)利要求1所述的無標記基板組裝對位方法，其特征在于，所述第一及第二基板選自:構(gòu)成一多層印刷電路板之二片單層電路基板、一液晶面板模塊的二片玻璃基板、一顯示器外框及一液晶面板模塊、一玻璃光罩及一晶圓，或一化學(xué)試紙及一保護膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無標記基板組裝對位方法，其包含下列步驟預(yù)定義至少二標準局部特征區(qū)域；擷取一第一基板的至少二實際局部圖像；比對并取得至少二實際局部特征區(qū)域；建立所述第一基板的一實際坐標系統(tǒng)；比對所述實際坐標系統(tǒng)及一第二基板坐標系統(tǒng)以取得三種偏移量；利用該偏移量使所述第一基板移動到一正確待組裝位置；確認所述第一基板是否已在正確待組裝位置；以及，使所述第一及第二基板堆疊對位組裝。藉此，本發(fā)明可使欲組裝的基板不需額外設(shè)計任何專門做為對位用途的標記。
文檔編號H01L21/68GK103165501SQ20111040475
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者林崇田, 溫志群, 楊駿明, 楊筑鈞 申請人:財團法人金屬工業(yè)研究發(fā)展中心